专利名称:一种太阳能-电加热立体循环供暖系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种以太阳能和电能联用的立体循环供暖系统，属于供热【技术领域】。该太阳能-电加热立体循环供暖系统包括循环泵I(1)、水流开关(2)、压力表(3)、泄压阀(4)、散热器(5)、换热器I(6)、膨胀水箱(7)、即热式电加热器(8)、球阀I(9)、自动排气阀(10)、水温传感器I(11)、单向阀I(12)、软水器(13)、电磁阀(14)、储热水箱(15)、循环泵II(16)、循环泵III(17)、太阳能集热器(18)、上水位传感器(19)、下水位传感器(20)、水温传感器II(21)、换热器II(22)、单向阀II(23)、单向阀III(24)、球阀II(25)、球阀III(26)、球阀IV(27)、集水器(28)、分水器(29)、自动控制装置(30)及连接各部件的导线和管道。本实用新型通过三个独立的强制循环、两次换热来实现太阳能和电加热之间的双向换热和热平衡，达到电能和太阳能的综合利用，实现节能环保目标。
【专利说明】一种太阳能-电加热立体循环供暖系统
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种以太阳能和电能联用的立体循环供暖系统，属于供热【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近年来，随着资源的日益短缺，常规能源的综合利用和新能源的开发利用都迫在眉睫，太阳能采暖和电采暖系统由于具有节能环保的特点，因而在建筑采暖中得到广泛的应用和发展。其中，以太阳能-电能互补应用的供暖系统具有能耗低、无污染的特点，特别适合缺乏集中采暖的城市居民、乡村别墅和中国农村用户采用。一方面保证甚至提高人民的生活质量水平，另一方面降低常规能源的消耗且提高能源利用率，因此，太阳能与电加热相结合的热水供暖系统受到了广泛的关注和应用。但是，目前通常采用在商业太阳能热水器的储水箱内安装电加热器，直接加热供暖循环水和生活用水，且全部储存在储热水箱中。如若储存的热水没及时使用则需反复加热，造成能源浪费。而且，供暖循环水和生活洗浴热水混合共用，造成供暖质量和生活热水质量都不同程度下降。
实用新型内容
[0003]本实用新型针对上述现有技术存在的不足，提出一种太阳能-电加热的立体循环供暖系统。本实用新型采用太阳能和电能相结合，通过太阳能集热、电加热、双向换热来实现供暖热水和生活热水的供应。
[0004]本实用新型所述立体循环包括电加热供暖循环、太阳能热水循环和太阳能集热循环，形成三个独立的换热循环回路，从而将供暖热水、生活热水、集热工质有效分开。立体循环从空间角度看，表现为室内室外的换热循环、房间供暖和屋顶太阳能换热循环；从时间角度看，白天和夜晚、晴天和阴天的热量交换循环。本实用新型通过三个独立的强制循环、两次换热来实现太阳能和电加热之间的双向换热和热平衡，达到电能和太阳能的综合利用，实现节能环保目标。
[0005]一种太阳能-电加热的立体循环供暖系统，由五个子系统组成，即:电加热供暖循环、太阳能热水循环、太阳能集热循环、补水处理及其自动控制装置；
[0006]所述电加热供暖循环包括循环泵I1、水流开关2、压力表3、泄压阀4、散热器5、换热器16、膨胀水箱7、即热式电加热器8、自动排气阀10、水温传感器111、单向阀112、球阀11126、集水器28、分水器29、及连接各部件的导线和管道，通过管道连接形成封闭循环。
[0007]所述即热式电加热器8具有过热保护功能，加热体采用耐热玻璃管、PTC陶瓷片或陶瓷管、不锈钢管的其中一种。
[0008]所述太阳能热水循环包括循环泵1116、换热器16、换热器1122、储热水箱15、上水位传感器19、下水位传感器20、水温传感器1121、及连接各部件的导线和管道，通过管道连接形成封闭循环。
[0009]所述太阳能集热循环包括太阳能集热器18、循环泵11117、换热器1122、及连接各部件的导线和管道，通过管道连接形成封闭循环；所述太阳能集热器18为平板式太阳能集热器。
[0010]所述补水处理装置包括球阀19、软水器13、电磁阀14、单向阀11124、球阀1125、及连接各部件的导线和管道，补水处理装置为电加热供暖循环和生活热水循环进行补水，并为电加热供暖循环用水提供水质软化处理。
[0011]所述换热器16实现生活热水循环与电加热供暖循环之间的热量交换，换热器1122实现生活热水循环与太阳能集热循环之间的热量交换。
[0012]所述自动控制装置-30硬件由控制器、显示屏、水温/水位/水流传感器、继电器、AC/DC电源、I/O模块组成；自动控制装置软件主要根据控制策略和程序逻辑实现各元器件的动作、监测和系统管理；所述控制器的类型为可编程逻辑控制器PLC、单片机、PCB控制板中的一种；所述显示屏类型可以为电阻/电容触摸屏、薄膜开关、液晶屏等形式。
[0013]所述储热水箱15用来储备在光照强度超出用户消耗热能时的多余的太阳能，以作为晚上无光照的时候应用。日照不足时，当储热水箱15的热量已达不到用户要求，自动启动电加热供暖循环，使供水温度保持设定值。为保证太阳能-电加热的立体循环供暖系统安全可靠，换热器16与即热式电加热器8采用串联运行方式，换热器16出水作为即热式电加热器8进水，太阳能充足时即热式电加热器8不启动，由太阳能集热器18提供室内用热需求，太阳能不足时由即热式电加热器8补热到设定温度，保证用户使用舒适。
[0014]所述自动控制装置30运用分散控制与集中控制相结合手段，对太阳能-电加热的立体循环供暖系统运行进行全面监测、管理和控制。太阳能集热控制器随时检测换热器1122与太阳能集热器18出口温度差，达到设定指标，即启动循环泵11117，若低于设定指标，即自动停泵；电加热供暖和太阳能热水循环中若供水温度达不到规定值时，自动控制装置可以自动启动电加热供暖循环，将供水加热到规定值，以保证供热质量；当储热水箱15水温过高和水位过高或过低时，自动控制装置会自动启动报警，并采取处理措施，以保证太阳能-电加热的立体循环供暖系统的安全经济运行。
[0015]本实用新型太阳能-电加热的立体循环供暖系统的主要特点:
[0016]1.采用太阳能和电能相结合，通过集热、加热、换热来实现采暖水和生活热水的供应。通过传热工质的三个独立循环、两次换热来实现本系统各循环之间的快速换热和热平衡。
[0017]2.太阳能集热器采用平板式太阳能集热器，系统承压能力高，适合机械循环的方式，循环介质采用防冻液，解决户外管道冬季冻结的问题。
[0018]3.采用强制独立循环模式，集热、采暖和生活热水是三个独立的循环系统，既可以方便防冻液的使用，同时又有利于采暖的运行和生活洗浴热水的供应。
[0019]4.采用两个热交换器来实现电加热供暖循环、太阳能热水循环、太阳能集热循环间的热量交换和平衡，有效节约能源和运行成本。
[0020]5.采用电加热供暖循环，可以满足太阳能集热不足时供暖和生活热水的需要，通过热交换器实现供暖和生活洗浴热水循环的热量双向交换，达到电能和太阳能的综合利用，以实现节能环保目标。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的系统结构组成示意图。
[0022]图中:循环泵I1、水流开关2、压力表3、泄压阀4、散热器5、换热器16、膨胀水箱7、即热式电加热器8、球阀19、自动排气阀10、水温传感器111、单向阀112、软水器13、电磁阀14、储热水箱15、循环泵1116、循环泵11117、太阳能集热器18、上水位传感器19、下水位传感器20、水温传感器1121、换热器1122、单向阀1123、单向阀11124、球阀1125、球阀11126、球阀IV27、集水器28、分水器29、自动控制装置30。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，本实用新型包括循环泵I1、水流开关2、压力表3、泄压阀4、散热器5、换热器16、膨胀水箱7、即热式电加热器8、球阀19、自动排气阀10、水温传感器111、单向阀112、软水器13、电磁阀14、储热水箱15、循环泵1116、循环泵11117、太阳能集热器18、上水位传感器19、下水位传感器20、水温传感器1121、换热器II22、单向阀II23、单向阀II124、球阀II25、球阀II126、球阀IV27、集水器28、分水器29、自动控制装置30及连接各部件的导线和管道，该太阳能-电加热立体循环供暖系统配有自动控制装置30，对运行参数进行全面监测、管理和控制，保证该实用新型实施后的正常运行。
[0024]本实用新型【具体实施方式】为:
[0025]自动排气阀10通过管路安装在即热式电加热器8本体上部，且竖直安装，自动排气阀10排气口不面对操作人员；循环泵Il出水口即是即热式电加热器8的进水口，即热式电加热器8的出水口安装水温传感器Ill且连接到单向阀12的进水口 ；四通管道分别连接至单向阀12出水口、膨胀水箱7进出水口、球阀19出水口、换热器16供暖侧进水口 ；换热器16供暖侧出水口通过三通管道连接至球阀III26进水口和分水器29。散热器5的进、出水口分别连接至分水器29和集水器28 ;循环泵Il进水口依次连接水流开关2、压力表3、泄压阀4及至集水器28 ;球阀II126出水口连接至供暖水排水道(或室内下水道)。
[0026]储热水箱15内安装有上水位传感器19、下水位传感器20、水温传感器1121、换热器1122 ;上水位传感器19的安装位置比下水位传感器20高，水温传感器1121和换热器1122安装于储热水箱15中部位置；换热器16生活热水侧出水口是单向阀1123进水口，三通管道分别连接单向阀1123出水口、电磁阀14出水口、储热水箱15进水口，储热水箱15出水口与循环泵Π16进水口连接，通过三通管道连接循环泵1116出水口、球阀IV27进水口和换热器6生活热水侧进水口 ；球阀IV27出水口连接至生活洗浴用水器具(淋浴头、热水水龙头);太阳能集热器18进口通过循环泵II117和换热器1122出口连接，换热器1122进口即是太阳能集热器18出口 ；球阀1125安装在自来水管出水口且连接至单向阀III24进水端，三通管道分别连接至单向阀III24出水口、电磁阀14进水口和软水器13进水口，软水器13出水口即是球阀19的进水口。
[0027]自动控制装置30设置在电加热供暖循环的侧面，不和即热式电加热器8接触；自动控制装置30通过控制器信号线与水流开关2、压力表3、水温传感器111、上水位传感器19、下水位传感器20、水温传感器1121连接并采集相应信号数据，通过控制器、继电器与循环泵I1、电磁阀14、循环泵1116、循环泵III17通过导线连接，并按照控制信号和软件程序来执行相应动作。
【权利要求】
1.一种太阳能-电加热的立体循环供暖系统包括循环泵I (I)、水流开关(2)、压力表(3)、泄压阀(4)、散热器(5)、换热器I (6)、膨胀水箱(7)、即热式电加热器(8)、球阀I (9)、自动排气阀(10)、水温传感器I (11)、单向阀I (12)、软水器(13)、电磁阀(14)、储热水箱(15)、循环泵II (16)、循环泵III (17)、太阳能集热器(18)、上水位传感器(19)、下水位传感器(20)、水温传感器II (21)、换热器II (22)、单向阀II (23)、单向阀III (24)、球阀11(25)、球阀III (26)、球阀IV(27)、集水器(28)、分水器(29)、自动控制装置(30)及连接各部件的导线和管道；所述即热式电加热器(8)具有过热保护功能，所述即热式电加热器(8)的加热体采用耐热玻璃管、PTC陶瓷片或陶瓷管、不锈钢管的其中一种；所述循环泵I (I)出水口连接到即热式电加热器(8)的进水口，即热式电加热器(8)的出水口安装水温传感器I(Il)且连接到单向阀(12)的进水口 ；所述换热器I (6)供暖侧出水口通过三通管道连接至球阀111(26)进水口和分水器(29)，散热器(5)的进、出水口分别连接至分水器(29)和集水器(28);所述循环泵I(I)进水口依次连接水流开关(2)、压力表(3)、泄压阀(4)及至集水器(28);所述换热器1(6)生活热水侧出水口是单向阀11(23)进水口，储热水箱(15)出水口与循环泵Π(16)进水口连接，通过三通管道连接循环泵11(16)出水口、球阀IV (27)进水口和换热器1(6)生活热水侧进水口 ；所述太阳能集热器(18)进口通过循环泵111(17)和换热器II (22)出口连接，换热器11(22)进口连接到太阳能集热器(18)出口 ；所述自动控制装置(30)设置在电加热供暖循环的侧面，不和即热式电加热器⑶接触；所述自动控制装置(30)通过控制器信号线与水流开关(2)、压力表(3)、水温传感器I (11)、上水位传感器(19)、下水位传感器(20)、水温传感器II (21)连接并采集相应信号数据，通过控制器、继电器与循环泵I (I)、电磁阀(14)、循环泵II (16)、循环泵III (17)通过导线连接，并按照控制信号和软件程序来执行相应动作。
【文档编号】F24D15-00GK204301183SQ201420316473
【发明者】陈大东 [申请人]上海华恩利热能机器股份有限公司